Мачты и опоры, как правило, выполняются из железобетона. Металлические мачты применяются в исключительных случаях при малом объеме работ и реконструкции существующих тепловых сетей.

Мачты по своему назначению делятся на следующие типы:

а) для подвижных опор трубопроводов (так называемые промежуточные);

б) для неподвижных опор трубопроводов (анкерные), а так же устанавливаемые в начале и конце участка трассы;

в) устанавливаемые на поворотах трассы;

г) служащие для опирания компенсаторов трубопроводов.

В зависимости от количества, диаметра и назначения прокладываемых трубопроводов мачты выполняются трех различных конструктивных форм: одностоечными, двухстоечными и четырехстоечными пространственной конструкции.

Двухстоечная железобетонная мачта сборной конструкции для подвижных опор трубопроводов

1 — тяги к подвесным опорам;

2 — стык консолей (заливается бетоном)

При проектировании воздушных прокладок всегда следует стремиться к возможно большему увеличению расстояний между мачтами.

Однако для беспрепятственного стока воды или конденсата при выключениях трубопроводов максимальный прогиб не должен превышать величины:

f = 0,25*i*L

f — прогиб трубопровода в середине пролета в см;

i — уклон оси трубопровода;

L — расстояние между опорами в см.

Сборные железобетонные конструкции мачт обычно собираются из следующих элементов: стоек (колонн), ригелей и фундаментов. Размеры сборных деталей определяются количеством и диаметром укладываемых трубопроводов.

При прокладке от одного до трех трубопроводов в зависимости от диаметра применяются одностоечные отдельно стоящие мачты с консолями. Они пригодны и при вантовой подвеске труб на тягах; тогда предусматривается устройство верхушки для крепления тяг.

Мачты сплошного прямоугольного сечения допустимы, если максимальные размеры поперечного сечения не превосходят 300х400 мм. При больших размерах для облегчения конструкции рекомендуется предусматривать вырезы по нейтральной оси или применять в качестве стоек центрифугированные железобетонные трубы заводского изготовления.

Для многотрубных прокладок мачты промежуточных опор чаще всего проектируются двухстоечной конструкции, одноярусные или двухъярусные.

Сборные двухстоечные мачты состоят из следующих элементов: двух стоек с одной или двумя консолями, одного или двух ригелей и двух фундаментов стаканного типа.

Мачты, на которых трубопроводы закрепляются неподвижно, испытывают нагрузку от горизонтально направленных усилий, передаваемых трубопроводами, которые проложены на высоте 5—6 и от поверхности грунта. Такие мачты для увеличения устойчивости проектируются в виде четырехстоечной пространственной конструкции, которая состоит из четырех стоек и четырех или восьми ригелей (при двухъярусном расположении трубопроводов). Устанавливаются мачты на четырех отдельных фундаментах стаканного типа.

При надземной прокладке теплопроводов больших диаметров используется несущая способность самих труб, и поэтому не требуется устройства какого-либо пролетного строения между мачтами. Не следует применять и подвеску теплопроводов большого диаметра на тягах, так как такая конструкция практически работать не будет. В качестве примера приведена прокладка теплопроводов на железобетонных мачтах, запроектированная и осуществленная в Москве.

Прокладка теплопроводов ла железобетонных мачтах

1 — колонна;

2 — ригель;

3 — связь;

4 — фундамент;

5 — соединительный стык;

5 — бетонная подготовка М-75

Два теплопровода (прямой и обратный) диаметром 1200 мм уложены на катковых опорах по железобетонным мачтам, установленным через 20 м. Высота мачт от поверхности земли колеблется в пределах 5,5—6 м. Сборные железобетонные мачты состоят из двух фундаментов, связанных между собой монолитным стыком, двух колонн прямоугольного сечения 400×600 мм и ригеля. Колонны связаны между собой металлическими диагональными связями из угловой стали. Соединение связей с колоннами выполнено при помощи косынок, приваренных к закладным деталям, которые заделаны в колоннах. Ригель, служащий опорой для теплопроводов, выполнен в виде прямоугольной балки сечением 600X370 мм. Он крепится к колоннам путем сварки закладных стальных листов.

Мачта рассчитана на вес пролета труб, горизонтальные осевые и боковые усилия, возникающие от трения теплопроводов на катковых опорах, а также на ветровую нагрузку.

Неподвижная опора, рассчитанная на горизонтальное усилие от двух труб (30 Т), выполнена из сборных железобетонных деталей: четырех колонн, двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, соединенных попарно.

Мачта для неподвижной опоры

1 — колонна;

2 — ригель поперечный;

3 — ригель продольный;

4 — связь поперечная;

5 — связь продольная;

6 — фундамент

В продольном и поперечном направлениях колонны связаны металлическими диагональными связями, выполненными из уголковой стали.

На опорах теплопроводы закрепляются двумя хомутами, охватывающими трубы, и косынками в нижней части труб, которые упираются в металлическую раму из швеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонному ригелю опоры приваркой к закладным деталям.

Прокладка теплопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на неспланированной территории районов новой жилой застройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким способом с ис-пользованием несущей способности труб.

Однако при проектировании тепловых сетей с прокладкой теплопроводов на низких опорах необходимо учитывать срок намеченного освоения территории, занятой трассой, под городскую застройку. Если через 10—15 лет потребуется заключение теплопроводов в подземные каналы или реконструкция тепловой сети, то применение воздушной прокладки является нецелесообразной.

Для обоснования применения способа прокладки теплопроводов на низких опорах должны быть выполнены технико-экономические расчеты.

В качестве примера на рисунке приведена прокладка теплопроводов и паропроводов на низких опорах через реку.

Переход теплопроводов на низких опорах

1 – бетон М-150

2 – щебеночная подготовка

Два теплопровода диаметром 600 мм, два паропровода диаметром 400 мм и один конденсатопровод проложены через реку на двух опорах, установленных в береговой части. Пролет между опорами составляет 12,5 м; с воздушного перехода трубопроводы уходят в подземные непроходные каналы.

Теплопроводы и паропроводы опираются на швеллеры, уложенные по .верху бетонных опор; конденсатопровод располагается на скользящих опорах, которые лежат на двух паропроводах.

При проектировании низких и высоких опор для прокладки теплопроводов могут быть использованы конструкции унифицированных сборных железобетонных отдельно стоящих опор, разработанных под технологические трубопроводы. Типовой проект этих опор разработан Харьковским Промстройпроектом и утвержден Госстроем СССР (серия ИС-01-06). Эта серия включает монтажные схемы, таблицы для подбора траверс и колонн, детали узлов сопряжения несущих конструкций опор, таблицы нагрузок на фундаменты и пр.

Габаритные схемы и вертикальные технологические нагрузки на опору

Номенклатура конструкций отдельно стоящих опор